离子液体中酰化反应的探究

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当今的化学合成工业中,大量的使用有毒、不易回收的溶剂和无机酸催化剂,从而造成严重的环境污染。功能化酸性离子液体,它完全由有机阳离子和有机或无机阴离子组成,具有溶解能力强、蒸汽压低、酸性可调变性、液体酸的高密度反应活性位等优点,在酸催化反应中起到溶剂及催化剂的双重功能,是一种能够替代传统酸催化剂的绿色催化体系。论文首先制备了离子液体前体[Bmim]Cl,再用两步法合成了氯代1-甲基-3-丁基咪唑氯化铝([Bmim]Cl-AlCl3)、氯代l-甲基-3-丁基咪唑氯化铁([Bmim]Cl-FeCl3)、氯代1-甲基-3-丁基咪唑氯化锌([Bmim]Cl-ZnCl2)、[Bmim]BF4五种离子液体,并进行了表征。同时,以乙腈为探针分子,用红外光谱法测定了Lewis酸离子液体的酸强度,并对FeCl3摩尔分数不同时离子液体的酸性与催化活性进行了关联。以Lewis酸离子液体为溶剂兼催化剂,合成了8种苯乙酮衍生物,收率较传统的方法高。对其中的4-甲基苯乙酮的合成条件进行了优化,确定较佳反应条件为:n([Bmim]Cl-FeCl3):n(甲苯):n(乙酰氯)=1:3:1,反应时间4h,反应温度80℃,离子液体中FeCl3的摩尔分数x(FeCl3)=0.67。优化条件下,产物的总收率为93.7%,邻:间:对=11:3:86,离子液体可以循环使用5次,活性基本不变。以[Bmim]BF4离子液体为反应介质,以Cu(oft)2为催化剂,考察了4-甲氧基二苯甲酮的合成条件,确定了较佳的反应条件: n(苯甲酰氯):n(苯甲醚):n([Bmim]BF4):n(Cu(otf)2)=1:4:1:0.12,反应时间1,小时反应温度80℃。优化条件下产物的总收率为86.5%,邻:间:对=8:3:89,离子液体可以重复套用6次,活性基本不变。Lewis酸离子液体的催化下合成了二苯砜、1-苯磺酰基-2,4-二甲苯、1-苯磺酰基-2,4,6-三甲苯、1-苯磺酰基-4-氯苯四种化合物,对其中的1-苯磺酰基-2,4,6-三甲苯的合成条件进行了优化。较佳的合成条件为:n(均三甲苯):n(苯磺酰氯):n([Bmim]Cl-FeCl3)=2:1:0.1,反应时间为1小时,反应温度30℃,离子液体中FeCl3的摩尔分数x(FeCl3)=0.67。优化条件下,产物的收率达到94.0%。
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